第1章 設計思想和原則

1.1 系統設計的思想

系統利用現有成熟的工業TCP/IP通訊網絡作為主傳輸平臺，相應的無線識別基站、RFID識別標簽等設備與系統掛接，通過監獄獄警槍支智能化管理專用軟件與主系統以標準的專用數據庫進行后臺數據交換從而實現區域目標的跟蹤定位和安全管理。系統總體設計主要體現在：

1） 實現布控區域目標進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”；

2） 為管理人員提供人員進出限制、跨區報警、安全監控、求助報警、合理調度等多方面的管理信息，一旦有突發事件，通過該系統立刻可以知道和回溯所有受控目標的位置和運動歷史情況，保證安全管理工作的高效運作；

3） 系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性；

4) 輕松聯網，BS 結構，輕松實現更廣闊地域聯網監控；

1.2 系統設計特點

1） 高度自動化。系統能自動檢測受控目標經過受控區域的時間、地點信息，并自動實現對受控目標的偵測、統計及安全管理；

2） 成熟可靠的網絡通信系統。安裝在布控區域的無線識別基站，實時將采集到的信息通過TCP/IP通訊網絡傳送到中心集控系統，整個過程無需人為干預；

3） 完備的數據統計與信息查詢軟件。系統軟件具備專用數據庫管理系統，包括受控目標的信息采集和統計分析系統，考勤作業的統計與管理分析系統，顯示并打印各種統計報表資料，為獄警及監獄高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務；

4） 系統的安全、穩定、可靠性設計。系統產品完全采用室外環境下全天候連續可靠工作設計；

5） 完善的異常情況（包括無效卡、失效卡、未授權卡進入）報警呼叫系統配置；

1.3 系統實現的主要功能

1） 受控獄警、槍支實時跟蹤監測及突發事件獄警按鈕求助，位置自動顯示；

2） 實時查詢、打印當前及某時間段受控獄警、槍支數量、 活動軌跡及分布情況；

3） 受控槍支、獄警未經允許或因其它因素強行離位系統自動報警，同時視頻系統自動彈出視頻框，管理人員借助監控軟件可清晰在線察看出事現場情況；

4） 系統監控中心站及網絡終端可以局域網方式聯網運行, 使網上所有終端在使用權限范圍內都能共享監測信息和系統綜合分析信息、查詢各類數據報表；

5） 監控軟件具有很強的作圖能力, 并提供有相應的圖形庫, 操作員可在不間斷監測的

同時,容易地實現聯機并完成圖形編輯、繪制和修改；

整個系統將盡最大可能，保持用戶現有網絡系統與應用系統，并預留接口，可與現有應用系統或將來的應用系統結合，實現多方統一管理功能，減少或避免用戶重復投資。

1.4 系統建設的原則

系統建設包括軟、硬件兩方面。在軟、硬件的開發、采購、集成時，本公司保證遵循了以下原則：

1) 先進性

監獄獄警槍支智能化管理主要構建思想是利用射頻自動識別技術、嵌入式移動計算技術和軟件技術，構造一個覆蓋大范圍區域的產品智能追蹤系統，具備技術先進、產品成熟、性價比高等特點優勢。

2) 經濟性

在保證滿足技術要求的前提下，系統設計盡量采用性能價格比最佳的產品。系統的建設最大限度發揮原有部分設備的作用，如計算機網絡，設備、軟件等，最大限度上為用戶節省投資，保護已有的用戶投資。

3) 實用性

系統的建設完全符合本項目的應用需求和實際情況，突出實用性強，界面友好，操作簡單。

4) 擴展性

在系統方案中按照系統分析、統籌規劃的觀點對系統容量及網絡發展設想進行方案設計，既考慮到當前使用的易用性，更具有適當的超前性。

第2章 系統方案總體介紹

根據系統總體功能，監獄獄警槍支智能化管理系統總體設計方案包括二部分，第一：崗哨獄警槍支智能化監控子系統；第二：周界獄警巡查實時跟蹤定位管理子系統。兩系統相輔相成、相容相依共同組成了完善的監獄獄警槍支智能化管理體系。以下將分別介紹兩個子系統的系統網絡搭建拓撲圖、工作原理、系統功能、系統組成、系統設備安裝拓撲圖

2.1 崗哨獄警槍支智能化監控子系統

2.1.1 系統網絡搭建拓撲圖

系統網絡搭建拓撲圖

讀寫器采用RJ45網絡接口，讀寫器收到數據后通過TCP/IP網絡接口傳遞給Hub或者無線路由器，讀寫器讀取的數據通過Hub或者無線路的中轉傳遞給局域網，鏈接在局域網上的PC終端就可以解析讀寫器傳輸數據的格式，數據解析后PC服務器根據事先設定的程序執行命令，如：啟動報警器報警、記錄離位時間等信息。

2.1.2 系統工作原理

1） 由識別基站接收器（Receiver）掃描到無線標識（Active-Tag），識別基站接收器將信號傳輸到服務器；

2） 管理員在服務器上通過管理軟件管理員口令登陸管理平臺輸入臨時許可，長久許可或嚴禁許可的無線標識的編號，系統自動識別判斷；

3） 若服務器接收到系統設置為長久許可離崗或者臨時許可離崗的無線標識，系統自動記錄其出入時間與卡號；

4） 若服務器接收到系統設置為嚴禁離崗的無線標識，監控中心或者崗哨的報警器會長鳴，直至險情排除。

2.1.3 系統功能

1） 實時偵測巡檢，管理人員點擊頁面刷新選項，接收器在幾秒鐘內會將所有哨崗獄警在位情況、哨崗值班人員信息、哨崗值班人員槍支信息等調出，并上傳之系統管理軟件告知管理人員

2） 區域定位，通過安裝在不同哨崗的接收器可以實現區域非精確定位。因安裝在不同哨崗的接收器都有不同的IP地址，接收器無線接收到電子標簽信息進行加密，并將自身的IP地址一同發給上位機，上位機根據不同的IP地址、信號強度值、讀取的次數作出位置判斷；

3） 槍支、獄警離位報警。獄警、槍支都安裝有主動式電子標簽，電子標簽具有防拆功能，一旦標簽被強行從槍支上取下，電子標簽即時發送一個特殊的ID給接收器，接收器收到信號輸出5V的開關量信號驅動報警器報警；對于未經領導授權的獄警及槍械，被強行帶出哨崗監控區域，將會立刻觸發報警器進行報警；

4） 視頻聯動，現場實時在線；每個哨崗安裝監控探頭，探頭全天候工作，信息實時存儲在硬盤存儲器內。當接收器接收到特殊ID時，發一條指令給后臺服務管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時查詢發生異常情況位置及現場情形，避免險情出現；

5） 報警求助。獄警人員受到犯人攻擊或者遇到特殊情況時，可按下標簽按鈕，啟動報警裝置進行報警。

2.1.4 系統組成

1） 遠距離固定式全向讀寫器（一體機）；

2） 遠距離主動式防拆卸電子標簽，懸掛或者粘貼在槍支表面；

3） 遠距離主動式按鈕電子標簽，獄警隨身攜帶；

4） PC顯示屏、服務器、計算機；

5） 報警控制器、報警器；

6） 監獄獄警槍支智能化管理系統軟件，用于獄警/槍支授權、位置顯示、槍支新增及報廢、哨崗獄警調崗更換等等；

7） 發卡器，將獄警、槍支相關信息錄入計算機；

2.1.5 系統設備安裝拓撲圖

系統安裝拓撲圖

2.2 周界獄警巡查實時跟蹤定位管理子系統

2.2.1 系統功能

1） 區域定位，通過安裝在圍墻的接收器可以實現區域非精確定位。因安裝在不同路段的接收器都有不同的IP地址，接收器無線接收到電子標簽信息進行加密，并將自身的IP地址一同發給上位機，上位機根據不同的IP地址、信號強度值、讀取的次數作出位置判斷；

2） 槍支、獄警離位報警。獄警、槍支都安裝有主動式電子標簽，電子標簽具有防拆功能，一旦標簽被強行從槍支上取下，電子標簽即時發送一個特殊的ID給接收器，接收器收到信號輸出5V的開關量信號驅動報警器報警；對于未經領導授權的獄警及槍械，被強行遠離監控區域，將會立刻觸發報警器進行報警；

3） 槍支、獄警越界報警。獄警需按事先設定線路巡查，未經許可進入未授權區域，報警器即刻報警；

4） 視頻聯動，現場實時在線；圍墻周邊安裝監控探頭，探頭全天候工作，當接收器接收到特殊ID時，發一條指令給后臺服務管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時查詢發生異常情況位置及現場情形，避免險情出現；

5） 報警求助。獄警人員受到犯人攻擊或者遇到特殊情況時，可在監控范圍內按下標簽按鈕，啟動報警裝置進行報警。

6）獄警、槍支軌跡回放。監獄高層管理人員可以查詢一個的任何時段內獄警的行動軌跡。

2.2.2 系統組成

1） 遠距離固定式周界讀寫器；

2） 遠距離主動式防拆卸電子標簽，懸掛或者粘貼在槍支表面；

3） 遠距離主動式按鈕電子標簽，獄警隨身攜帶；

4） 電子圍墻專用天線；

5） PC顯示屏、服務器、計算機；

6） 報警控制器、報警器；

7） 監獄獄警槍支智能化管理系統軟件，用于獄警/槍支授權、位置顯示、槍支新增及報廢、哨崗獄警調崗更換等等；

8） 發卡器，將獄警、槍支相關信息錄入計算機；

2.2.3 系統設備安裝拓撲圖

第3章 系統硬件介紹

3.1.1 全向讀寫器

產品技術特性

識別距離 ： 0 ～ 80米半徑

識別速度 ： 200 公里 / 小時

識別能力 ： 同時識別500張以上的標簽

識別角度 ： 全向

極化方式 ： 垂直極化或雙極化

增 益 ： 5dBi 接收32級可調、發射4級可調

工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.483 GHz

功耗標準 ： 工作功率為毫瓦級

通信機制 ： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制

抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾

安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

封裝特性 ： 正面ABS工程塑料，背部鋁合金腔體

可 靠 性 ： 防雷防水防沖擊，滿足工業環境要求

接口標準 ： RS485 Wiegand26 RJ45或WiFi等、各種開發用軟件接口

擴展I/O ： 開關量信號輸入與輸出各2路(可選)

電源標準 ： DC 7.5～12V 500～1000mA

外形尺寸 ： 180×135×60 mm(不含天線)

重 量 ： 0.8kg

安裝方式 ： 抱箍捆綁

詳細說明

工作模式

讀寫器的工作模式為“被動或主動式”，一般應用時讀寫器處于接收狀態，實時接收“主動式”有源電子標簽發出的信號，并將接收到的數據轉送到后臺管理系統中。特殊應用中也可向標簽寫入數據或更改參數。

識別距離

讀寫器與公司的“主動式” 有源電子標簽配合，在良好的可視環境下，最大識別距離可達到80米半徑。在具體應用中與無源標簽相比較，超強的信號和超長的識別距離具有非常大的優勢。

當用戶對識別距離有不同要求或應用環境較復雜時，可選擇不同信號強度的有源電子標簽和讀寫器，并可通過軟件調節讀寫器的增益來達到所需的識別距離。

識別速度 & 能力

在讀寫器的有效識別范圍內有源電子標簽以最高200Km/h的速度運行時，可以保證穩定識別。這一特性可完全保證高低速運動狀態中的人員、物品的身份識別。

讀寫器能夠同時讀取500張以上的有源電子標簽，識別準確率99.999%；在極短的時間內可以確保全部識別不漏讀。這一特性特別適合學校、特大型企事業單位的人員管理以及大量資產監控定位、倉儲管理應用。

通訊安全

讀寫器和配套的有源電子標簽進行通訊時，使用特殊通訊協議，對設備的合法性進行校驗，為防數據破解而研發了完善的加密算法，確保通訊過程數據安全。

可靠工作

產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求；生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節流程控制，充分確保產品性能與品質。

接口標準

讀寫器可提供RS485 weigand26 RJ45三種標準的硬件接口。如需要RS232或WiFi等接口時，請在訂貨時說明。公司提供符合Windos系列操作系統平臺的標準軟件接口，以DLL文件或通訊協議的形式提供。

典型應用

區域定位

RTLS人員區域定位（監控）系統

范圍包括：醫院、養老院、學校、旅游部門、工礦、企事業單位、科研院所、部隊、監獄等單位的人員區域定位、（跟蹤監控）等管理應用。

資產監控

RTLS資產監控（區域定位）系統

范圍包括：涉密資產、貴重物品、倉儲物品、流轉資產

3.1.2 按鈕標簽

產品技術特性

識別距離 ： 0 ～ 100米可調

識別速度 ： 200 公里 / 小時

識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能（ID）

識別方式 ： 全向識別

固定增益 ： 0～3級可按需選定

工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.483GHz

讀寫特性 ： 可按要求提供只讀型或讀寫型

功耗標準 ： 平均工作功率為微瓦級

使用壽命 ： 單鋰電池3年左右，到期提示更換電池

電壓檢測 ： 電壓低于預設值時無線及LED燈告警

通訊速率 ： 250K、1M、2M b/s三種可選

通信機制 ： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制

抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾

安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

封裝特性 ： ABS+PC材質，抗高強度跌落與振動

環境特性 ： 工作溫度－40℃ ～85℃

工作濕度＜95％

防 拆 性 ： 按要求可提供防拆（報警）功能

可 靠 性 ： 防水防沖擊，滿足工業環境要求

尺 寸 ： 70×40×7.2 mm

外 形 ： 方卡型等，可按要求定做

安裝方式 ： 雙面膠粘貼或掛扣

詳細說明

工作模式

標簽采用“主動或被動方式“進行工作，標簽主動發射ID信息或由按下標簽按鈕后觸發指令向讀寫器發射ID＋特定含義信號。按下按鈕時LED燈亮起或閃爍。

標簽內部采用高能扣式鋰電池，電池到期可按提示自由更換。標準環境下，單電池提供的能量可以保證標簽連續工作3年左右。

識別距離

公司的讀寫器與該 “主動式” 有源電子標簽配合，有源標簽在具體應用中與無源標簽相比較，超強的信號和超長的識別距離具有非常大的優勢。在良好的可視環境下，最大識別距離可以達到100米。

當用戶對識別距離的長短有不同要求，或應用環境比較復雜時，可以選擇使用不同信號強度的有源電子標簽和讀寫器，并可通過系統軟件改變讀寫器的增益值來達到所需的識別距離。

識別效率 & 能力

通過控制標簽的發射距離以及搭配使用不同識別距離的讀寫器，可實現多種應用。

通訊安全

有源電子標簽與配套的讀寫器進行通訊時，使用特殊通訊協議，對設備的合法性進行校驗，為防數據破解而研發了縝密的加密算法，確保通訊過程數據安全。

可靠工作

產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求；生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測，確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。

接口標準

符合ISO18000-4標準規范

典型應用

開關門禁

報警求助

終端消費

投票表決

3.1.3 電子標簽

產品技術特性

識別距離 ： 0～ 150米自動循環增減

識別速度 ： 100公里 / 小時

識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能

識別方式 ： 全向識別

可變增益 ： 0～3級循環

存儲空間 ： 96B、8KB、16KB共三種可選

工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.483GHz

使用壽命 ： 3～8 年，可選高性能電池

功耗標準 ： 工作功率為微瓦級

通訊速率 ： 250Kb/s或1Mb/s

通信機制 ： 基于 HDLC 時分多址和同步通信機制

抗干擾性 ： 頻道隔離技術，多個設備互不干擾

安 全 性 ： 加密計算與安全認證，防止鏈路偵測

封裝特性 ： ABS工程塑料，抗高強度跌落與振動

環境特性 ： 工作溫度－40℃ ～85℃

工作濕度＜95％

防 拆 性 ： 按要求可提供防拆（報警）功能

可 靠 性 ： 防水防沖擊，滿足工業環境要求

外 形 ： 圓型/橢圓型/方卡型/腕帶型

詳細說明

工作模式

標簽采用“主動方式“進行工作，循環發射不同強度的信號給讀寫器。發射頻次可調。標簽內部采用高能扣式鋰電池，容量可選。標準環境下，電池提供的能量可以保證標簽連續工作3～8年。

識別距離

該 “主動式”定位電子標簽可與公司的多款讀寫器配合工作，在具體應用中，自動循環改變的信號強度和識別距離具有非常突出的特性。在良好的可視環境下，最大識別距離可以從2米到150米循環變化。

當用戶對最大識別距離的長短有不同要求，或應用環境比較復雜時，可以選擇使用不同信號強度的讀寫器，并可通過應用軟件調節讀寫器的增益值來達到所需的識別距離。

識別速度 & 能力

讀寫器能夠同時讀取200張以上的有源電子標簽，識別準確率99.999%；在極短的時間內可以確保全部識別不漏讀。利用增益值低時識別距離近，增益值高時識別距離遠的特性可推測被標識物離某一讀寫器距離的遠近。如標簽增益值為0時仍被多個讀寫器識別到則通過應用軟件降低這些讀寫器的增益值直到只有一個讀寫器能識別到該標簽信號為止。該標簽特別適合物流、金融、旅游、醫療、軍事以及某些特殊行業的人員管理和大量資產監控定位、倉儲管理應用。

通訊安全

有源電子標簽與配套的讀寫器進行通訊時，使用特殊通訊協議，對設備的合法性進行校驗，為防數據破解而研發了縝密的加密算法，確保通訊過程數據安全。

可靠工作

產品充分考慮了防雷、防水、防沖擊等工業環境應用要求；生產過程嚴格依照ISO9001質量標準進行多環節質量檢測，確保用戶拿到的產品充分滿足性能要求。

接口標準

符合ISO18000-4標準規范

典型應用

人員管理

特殊行業及企事業單位人員實時跟蹤與定位系統

監控區域、展區、游樂場所訪客實時定位系統

重要會議和活動的人員簽到與安全管理系統

3.1.4  RW-R680型工業級手持式讀寫器

產品技術特性

操作系統 ： Windows CE.Net5.0簡體中文版

CPU 類型 ： SUMSANG 400MHZ,電壓3.3V

內 存 ： 128M Flash ROM/128M SDRAM

液晶顯示 ： TFT-LED QVGA液晶3.5”彩色觸控屏

數據采集 ： 2.4GHz RFID模塊，可讀可寫

增 益 ： 5dBi 接收32級可調、發射4級可調

識別距離 ： 0~150米(靈活可調)

識別方向 ： 全向

無線網絡 ： 標配WIFI，可選配內置GPRS/CDMA模塊/藍牙

其他選配 ： 紅外/GPS/拍照/測震功能/二位條碼

數據備份 ： SD卡及FLASH雙重備份

二次開發 ： MS EVC 4.0 及VS.NET 2003

電 池 ： 3.7V, 3200mAh可充電鋰電池，備用電池17mA（可保證數據6小時內不丟），運行大于8小時（視應用環境），內置電池管理軟件監控和調試電池狀態。

功耗標準 ： WIFI 1.2W, GPRS 1W, 掃描0.2W

RFID 0.4W,系統0.3W，背光0.3W

工業等級 ： IP54（IEC60529），抗跌落為1.2米

環境溫度 ： 使用:-15℃至50℃ 存儲:-20℃至60℃

物理接口 ： USB， 紅外線

擴展存儲 ： 最大支持2GB容量的SD卡

尺 寸 ： 190(長)×80(寬)×25(厚) mm

顯示部分：100mm×80mm×25mm

鍵盤部分：90mm×60mm×25mm

重 量 ： 380g(含電池)

使用壽命 ： 5-8年

認 證 ： 通過中國國家強制性產品3C認證，通過CE認證，具有中國信息產業部頒發的無線電發射備型號核準認證

產品特點

1、堅固耐用；2、外型美觀輕巧，人體工程學設計，具備極佳的專業形象風格；3、內建一維、二維條形碼掃瞄器，節省數據輸入的時間；4、可同時支持3種通信模式：WLAN、GSM/GPRS、Bluetooth，透過無線技術傳遞數據更是---零時差；5、可內置RFID讀寫功能，低頻、高頻、超高頻都支持；6、集成GPS全球定位系統，定位精度為10米；7、可集成紅外測溫模塊，精度±0.1℃,測量范圍：-30℃～+650℃；8、可內置130萬像素攝像頭；9、可集成測量設備振動頻譜、位移、加速度。

詳細說明

工作模式

讀寫器的工作模式為“被動或主動式”，一般應用時讀寫器處于接收狀態，實時接收“主動式”有源電子標簽發出的信號。特殊應用中也可向標簽寫入數據或更改標簽性能參數。

識別距離

與公司的“主動式” 有源電子標簽配合，在良好的可視環境下，最大識別距離可達到150～200米半徑。在具體應用中與無源標簽相比較，超強的信號和超長的識別距離具有非常大的優勢。

當用戶對識別距離有不同要求或應用環境較復雜時，可選擇不同信號強度的有源電子標簽，并可通過軟件調節手持式讀寫器的增益來調節識別距離。

識別速度 & 能力

在讀寫器的有效識別范圍內有源電子標簽以最高200Km/h的速度運行時，可以保證穩定識別。

讀寫器能夠同時讀取200張以上的有源電子標簽，識別準確率99.999%；在極短的時間內可以確保全部識別不漏讀。

通訊安全

讀寫器和配套的有源電子標簽進行通訊時，使用特殊通訊協議，對設備的合法性進行校驗，為防數據破解而研發了完善的加密算法，確保通訊過程數據安全。